Odhad vývoje klimatu

Současná změna klimatu zahrnuje jak globální oteplování - pokračující zvyšování průměrné globální teploty - tak jeho širší dopady na klimatický systém Země. Změna klimatu v širším slova smyslu zahrnuje také předchozí dlouhodobé změny zemského klimatu. Tento článek je o současném, člověkem vyvolaném nárůstu globálních teplot.

Planetární klima vzniká souhrou velkého množství fyzikálních procesů: sluneční záření je hlavním zdrojem energie, skleníkové plyny mění prostup tepelného záření atmosférou a ovlivňují tak celkovou energetickou rovnováhu planety, oceánské a atmosférické proudy distribuují teplo do různých oblastí planety.

Klima je dlouhodobý charakteristický režim počasí, podmíněný energetickou bilancí, cirkulací atmosféry, charakterem aktivního povrchu a v poslední době i člověkem. Ten se svojí činností podílí přímo či nepřímo zejména na změnách energetické bilance celého klimatického systému. Nejde pouze o emise skleníkových plynů do atmosféry, ale i o jeho působení na další složky systému - oceán, kryosféru, litosféru a biosféru.

Globální oteplování a jeho příčiny

Současný nárůst průměrné globální teploty je způsoben lidskou činností, především spalováním fosilních paliv (uhlí, ropy a zemního plynu) od průmyslové revoluce. Používání fosilních paliv, odlesňování a některé zemědělské a průmyslové postupy zvyšují množství skleníkových plynů, zejména oxidu uhličitého a methanu. Skleníkové plyny pohlcují část tepla, které Země vyzařuje po ohřátí ze slunečního záření.

Zemská atmosféra obsahuje nejvíc oxidu uhličitého za poslední nejméně dva miliony let. V roce 2019 byla koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře nejvyšší minimálně za poslední dva miliony let.

Čtěte také: Odpad a instalatérské práce - odhad ceny

Mnohé z těchto skleníkových plynů se v přírodě běžně vyskytují, nicméně v důsledku lidské činnosti se koncentrace některých z nich v atmosféře zvýšila. Jedná se zejména o tyto plyny: oxid uhličitý (CO2), metan, oxid dusný, fluorované plyny.

Ke globálnímu oteplování nejvíce přispívá CO2 produkovaný lidskou činností. Do roku 2023 se jeho koncentrace v atmosféře zvýšila na 51 % nad úrovní před průmyslovou revolucí (před rokem 1750).

I bez podrobného klimatického modelu můžeme ilustrovat souvislosti následujícím odhadem: Zdvojnásobení koncentrací CO2 by mělo vést k oteplení planety asi o 3 °C - to je údaj, ke kterému na základě zkoumání pohlcování infračerveného záření v plynech dospěl roku 1896 Svante Arrhenius, a novější výpočty a modely tuto hodnotu jen dále potvrzují. Od roku 1900 se koncentrace CO2 zvýšila z 295 ppm na 410 ppm, tedy skoro o 40 %. Jestliže zdvojnásobení koncentrace má podle klimatických simulací vést k oteplení o 3 °C, nárůst o 40 % by měl způsobit oteplení o 1,2 °C. Výsledek měření skutečných teplotních anomálií je stejný: 1,2 °C oproti předindustriálnímu období.

Teplotní anomálie

Graf zobrazuje vývoj teplotní anomálie vzhledem k referenčnímu období 1850-1900 v uplynulých 144 letech. Teplotní anomálie pro daný rok udává, o kolik byl svět teplejší než průměrná teplota ve vybraném referenčním období a podrobněji oba pojmy vysvětlujeme níže. Z grafu můžeme také vidět, že rok 2024 byl nejteplejším v historii měření, kdy teplotní anomálie dosáhla hodnoty 1,47 °C. V první dvacítce nejteplejších let není žádný z minulého století, všechny rekordní roky jsou ze století jednadvacátého.

Místní teplotní anomálie pro daný rok udává, o kolik bylo dané místo teplejší než normálně, tedy než průměrná roční teplota ve vybraném referenčním období. Světová teplotní anomálie je pak vypočtena jako vážený průměr místních teplotních anomálií pro jednotlivé měřicí stanice. Vážený průměr koriguje rozdílnou hustotu měřicích stanic v různých místech.

Čtěte také: Jak odhadnout vzdálenost v přírodě?

Například teplotní anomálie pro rok 2016 byla 1,2 °C - to znamená, že v celoplanetárním průměru byl rok 2016 o 1,2 °C teplejší než období 1850-1900.

Světová teplotní anomálie je pouze průměrnou hodnotou - z grafu tedy přímo nevidíme, že severní polokoule se otepluje rychleji než jižní a místa na souši se oteplují rychleji než oceány. V Evropě a severní Asii jsou současné teploty o 2-3 °C teplejší než před sto lety, v arktických oblastech až o 4 °C.

Tempo, kterým oteplení v posledním století probíhá, je asi desetkrát rychlejší, než změny teplot planety kdykoliv v historii lidstva.

Planeta je nyní o 1,2 °C teplejší než v tzv. předindustriálním období, tedy v letech 1850-1900. To je však průměrná hodnota teplotní anomálie pro celou planetu - většina míst na severní polokouli je dnes oproti referenčnímu období teplejší o 2-3 °C.

Svět se od roku 1961 oteplil přibližně o 1 °C, různá místa se ale oteplují různou rychlostí. Zatímco pro většinu oceánů nepřesáhlo oteplení 0,8 °C, většina pevniny se otepluje rychleji.

Čtěte také: Ekologie a Postoje

Důsledky klimatické změny

V důsledku klimatických změn se rozšiřují pouště a přibývá vln veder a lesních požárů. Zvýšené oteplování v Arktidě přispívá k tání permafrostu, ústupu ledovců a úbytku mořského ledu. Vyšší teploty také způsobují intenzivnější bouře a další extrémy počasí.

Na místech, jako jsou korálové útesy, hory a Arktida, je mnoho druhů nuceno se kvůli změnám klimatu přemístit nebo dochází k jejich vymírání. Mnohé z těchto dopadů se projevují již při současné úrovni oteplování, která činí přibližně 1,2 °C od průmyslové revoluce. Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC) předpokládá ještě větší dopady při pokračování oteplování na 1,5 °C a více.

Změna klimatu ohrožuje lidi nedostatkem potravin a vody, zvýšeným výskytem záplav, extrémních veder, větším počtem nemocí a ekonomickými ztrátami. Může být také příčinou migrace lidí a konfliktů. Světová zdravotnická organizace označuje změnu klimatu za největší hrozbu pro globální zdraví v 21. století.

Projevy globálního oteplování budou stále vážnější. Proto je třeba razantně snížit emise všech skleníkových plynů. Mezinárodně dohodnutá hranice oteplení o 1,5 stupně Celsia oproti předindustriální úrovni je totiž nebezpečně blízko. Podle autorů Šesté hodnoticí zprávy Mezivládního panelu pro změny klimatu (Sixth Assessment Report) jí dosáhneme v roce 2040, ne-li dříve. Překročení hranice podle vědců přinese ještě extrémnější projevy počasí a další nevratné důsledky. Jediné řešení je ihned přijmout účinná opatření.

Ze zprávy vyplývá, že 59 procent skleníkových plynů do sebe absorbuje pevnina a oceány. Zbylých 41 procent však končí v atmosféře, kde dělá problémy, s nimiž se Země potýká. Plocha ledu v Arktidě dlouhodobě klesá a úbytek všech ledovců na planetě se zrychluje. Oproti devadesátým letům minulého století k tomu v období 2010 až 2019 docházelo čtyřikrát rychleji. Zvyšuje se také teplota i hladina oceánů. Podle zprávy do roku 2100 stoupne hladina oceánů o 28 až 188 centimetrů.

Opatření ke zmírnění dopadů

Budoucí oteplování lze omezit (zmírnit) snížením emisí skleníkových plynů a jejich odstraňováním z atmosféry. To zahrnuje větší využívání větrné a sluneční energie, postupné ukončování využívání fosilních paliv a zvyšování energetické účinnosti. Další omezení emisí může přinést přechod na elektrická vozidla a na veřejnou dopravu a využívání tepelných čerpadel pro domácnosti a komerční budovy. Také zabránění odlesňování a ochrana lesů mohou pomoci absorbovat CO2.

Společnost se může přizpůsobit změně klimatu lepší ochranou pobřeží, zvládáním katastrof a vývojem odolnějších plodin. V rámci Pařížské dohody z roku 2015 se státy společně zavázaly udržet oteplování „výrazně pod 2 °C“ prostřednictvím úsilí o zmírnění dopadů.

Vývoj světového klimatu

Rostoucí trendy globální teploty a jejich fyzikální důsledky jsou dnes zcela zřejmé a nezpochybnitelné. Během posledního století se teplota zvýšila o 0,74 oC, při­čemž trend jejího nárůstu je v posledních 25 letech již 0,18 oC/10 let vyšší, což je hodnota přibližně 2,5krát vyšší, než je průměr pro celé minulé století (Solomon et al. 2007). Zatímco se severní polokoule v posledním čtvrtstoletí oteplovala o 0,24 oC/10 let, trend na jižní polokouli je pouze poloviční. V oblastech za severním polárním kruhem se teplota zvyšuje přibližně o 0,6 oC/10 let, v tropických oblastech je nárůst pouze čtvrtinový - probíhající změny jsou tedy na planetě výrazně nehomogenní.

Hlavní příčinou nehomogenit jsou rozdíly v rozložení pevnin a oceánů a albeda (míry odrazivosti tělesa nebo jeho povrchu: jedná se o poměr odraženého elektromagnetického záření k množství dopadajícího záření) zemského povrchu.

Více než 80 % antropogenního tepla pohlcuje oceán a jeho svrchní vrstvy jsou rychle ohřívány. Za posledních 40 let se například příspěvek tepelné roztažnosti vody ke zvýšení hladin světových moří a oceánů zvýšil čtyřnásobně. Arktické a pevninské ledovce, stejně jako sněhová pokrývka ubývají a jsou zdrojem dalšího nárůstu objemů vody. Teplejší voda omezuje schopnost oceánů pohlcovat z atmosféry uhlík a oceán společně s cirkulačními změnami zásadním způsobem ovlivňuje vlhkostní a srážkové režimy na celé planetě.

Trendy změn v Evropě

Poloha evropského kontinentu je hlavní příčinou výrazné regionální proměnlivosti klimatu. Jelikož v Evropě existuje výjimečně hustá síť dlouhodobě měřicích stanic, doplněná řadou distančních měření, jsou zde analýzy trendů změn výrazně přesnější než kdekoliv jinde na planetě. Teplota evropského kontinentu se během posledního století zvýšila v průměru o 1,2 oC, z toho během posledních 25 let o 0,45 oC, což jsou hodnoty téměř o polovinu vyšší než globální.

Zatímco trend nárůstu ve 20. století byl přibližně 0,1 oC/10 let, v posledních 20 letech se zvýšil na dvojnásobek. Teplota nad pevninou roste rychleji než nad okolním oceánem - nejvýrazněji na Pyrenejském poloostrově, ve střední a severovýchodní Evropě a v horských oblastech, v zimním období též v severní Evropě.

Nejvíce se Evropa jako celek otepluje na jaře a v létě (vliv častějšího výskytu epizod s extrémně vysokými teplotami) a nejméně v podzimních měsících. Méně četné jsou nízké extrémní teploty. Průměrné počty letních dnů se během posledního století zdvojnásobily, počty tropických dnů dokonce ztrojnásobily. Devět roků z třináctiletého období let 1996-2008 patřilo mezi 12 nejteplejších od roku 1850; nejteplejšími roky byly 1998 a 2005 (EEA 2008). Vzhledem ke zmíněné regionální proměnlivosti klimatu však v jednotlivostech mohou být mezi určitými částmi kontinentu i významnější rozdíly.

Trendy změn v České republice

Dopady zprávy pro celý svět a konkrétně pro Českou republiku se diskutovaly na tiskové konferenci v budově Akademie věd ČR na Národní třídě. Podle Pavla Zahradníčka z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR je klimatická změna bezesporu největší environmentální hrozba současnosti.

Na základě grafu s průměrnou roční teplotou v České republice za posledních 245 let vědec ukázal, že se u nás střídají chladnější a teplejší roky. Počátkem 20. století začíná trend, který se v osmdesátých letech urychlil - teplota začala růst zásadním tempem. Nejvíce z toho vyčnívají roky 2011 až 2020. Vůbec nejteplejší roky v tuzemském i globálním měřítku byly 2014, 2015, 2018, 2019 a 2020.

Současně prezentoval dva hypotetické scénáře do budoucna. První počítá s tím, že lidstvo produkci skleníkových plynů neomezí. Důsledky obou se do roku 2050 příliš neliší, protože do té doby bude klima ovlivňovat lidská činnost, kterou jsme už vykonali. Do poloviny století stoupne teplota o 1,4 až 1,9 stupně. Do roku 2100 půjde podle Pavla Zahradníčka o dva až čtyři stupně. A to vůči srovnávacímu období 1981 až 2010, kdy byla průměrná teplota vzduchu 7,9 stupňů. Nejvýrazněji se přitom bude měnit zimní sezona, což středoevropské krajině přinese více deště a méně sněhových srážek.

Nárůst teploty se projevuje také větším počtem tropických dnů. V šedesátých letech 20. století nastalo čtyři až pět takových dnů za rok. Nyní jich je 13 až 14. Došlo tedy k trojnásobnému nárůstu. Horké tropické noci vzrostly sedmkrát. V letech 2006 až 2020 bylo v České republice o 40 až 60 procent víc tropických dnů, než některé dřívější modely očekávaly. Podle nich k tomu mělo dojít až po roce 2040. Výrazně tedy podcenily vážnost situace.

Také se mění četnost, a hlavně intenzita jak extrémního sucha, tak i povodní. Za posledních 24 let zažila Česká republika asi 19 větších hydrometeorologických extrémů. Z toho bylo jedenáct let sucho, osm let přineslo naopak povodně. Roky 2013, 2014 a 2020 zaznamenaly oba dva tyto projevy současně. Sucha v letech 2015 až 2020 byla podle něj největší za posledních 500 až 2000 let. A zároveň bylo nejvíce povodní.

V dubnu až červnu, tedy v období důležitém pro zemědělské práce, statisticky významně klesají srážky. Viditelnými dopady změny klimatu budou nižší výnosy plodin. „Do budoucna by se u nás mohla pšenice stát nerentabilní. Dopadů na zemědělství ale bude podstatně více,“ varuje vědec, podle nějž mohou sucha přinést také podstatně více lesních požárů, které se nám dosud ve větší míře vyhýbaly. „Asi u nás nehrozí požáry jako jsou ty v Aténách nebo Kalifornii. Dalšími dopady bude nízký stav podzemních vod a přehřátá města.

Trendy pozorovaných změn teploty lze ilustrovat na datech z meteorologické stanice Klementinum v Praze.

Průměrné roční hodnoty se neustále zvyšují, v posledních 15 letech zimní teploty (prosinec až únor) narůstají poněkud rychleji než letní (červen až srpen) či roční. Potvrzují to i hodnoty lineárních trendů změn za posledních 100, 50, 25, resp. 10 let (tab. 1), které jsou v souladu s obecnými poznatky pro evropský region (EEA l.c.). Se změnami průměrných hodnot souvisí i jejich extremalita - počty tropických, letních dnů i tropických nocí v posledních letech narůstají, počty mrazových i ledových dnů klesají.

V tab. 2 a 3 jsou uvedeny hodnoty lineárních trendů tzv. průměrných územních teplot a srážek, což jsou modifikované hodnoty z plošného zpracování údajů z celé staniční sítě, které berou v úvahu polohu jednotlivých stanic a mohou tak do značné míry upřesnit představu o stávajícím vývoji podnebí na území státu. Hodnoty rovněž potvrzují stále se zvyšující trend nárůstu průměrných teplot, který je výraznější v zimě a v létě. Rozdíly mezi západní a východní polovinou státu jsou statisticky nevýznamné a pohybují se v mezích přesností prováděných odhadů.

Odchylky průměrných ročních i sezonních teplot v porovnání s normálem v letech 1961-1990 vykazují v celém posledním dvacetiletém období (s výjimkou roku 1996) kladné hodnoty, zvláště výrazné v teplé polovině roku (duben až září). Trendy územních srážkových úhrnů v posledních letech naznačují poklesy srážkových úhrnů ve všech obdobích roku s výjimkou zimy a jsou výraznější na jaře a v létě.

Výhled klimatické změny v Evropě

Průměrné teploty v Evropě se budou dále zvyšovat a pravděpodobně rychleji než na kterémkoliv jiném kontinentu. Bez ohledu na výběr scénáře SRES(Nakicenović et al. 2000) porostou v první třetině tohoto století o více než 0,2 oC/10 let a do konce století lze předpokládat zvýšení teploty v rozpětí od 1,0 do 5,5 oC v porovnání s obdobím let 1961-1990 (EEA l.c.).

Rychleji bude teplota narůstat ve východní Evropě a Skandinávii, v zimním období rovněž v arktických oblastech a v letním období i v jihozápadní Evropě a ve Středomoří. I nadále se budou častěji vyskytovat vlny extrémně vysokých teplot (Pyrenejský poloostrov, střední Evropa včetně alpského masivu a části Středomoří).

Pro srážkový režim bude rozhodující přesun vlhkých vzduchových hmot z Atlantského oceánu a Středomoří. Spolu se zvýšením teploty bude změna režimu srážek hlavní příčinou častějšího výskytu povodní či sucha. Změny budou provázeny výraznými regionálními rozdíly i sezonními odlišnostmi, danými konkrétními cirkulačními podmínkami v konkrétní oblasti.

Předpokládáme, že roční srážkové úhrny se v severní Evropě zvýší až o 20%, v jižní Evropě a Středomoří se naopak sníží o 5-40%. Zimních srážek ve střední a severní Evropě přibude, zatímco letní srážkové úhrny se ve střední a jižní Evropě sníží; výrazně menší změny lze očekávat na jaře a zejména na podzim.

Výhled klimatické změny v České republice

Výhled klimatu pro území ČR je v současné době aktualizován na základě zpřesňovaných regionálních scénářů, připravovaných v rámci projektu MŽP SP/1a6/108/07. Předběžné výsledky simulací modelem ALADIN CLIMATE CZ (zatím pouze v charakteristických hodnotách pro území státu) naznačují, že průměrné teploty do konce třetí dekády tohoto století by se ve scénáři A1B (Nakicenović et al. L.c.) v porovnání s obdobím 1961-1990 zvýšily o hodnoty podle tab. 4, kde jsou uvedena i očekávaná rozpětí hodnot (medián Q50, dolní a horní kvartil Q25, resp. Q75).

Trend nárůstu průměrných ročních teplot (0,24oC/10 let) odpovídá hodnotě uváděné Solomon et al. (l.c., i.e. 0,2oC/10 let). Rychleji by se průměrné teploty měly zvyšovat na podzim a v zimě (maxima v březnu a září), zatímco zvýšení jarních a letních teplot bude nižší (minima v květnu).

Nižší trendy nárůstu teploty v teplé a vyšší trendy v chladné polovině roku naznačují, že se teplotní rozdíly mezi sezonami budou více vyrovnávat, což je v souladu s EEA (l.c.) a Solomon et al. (l.c.). Podobně jako změny průměrných teplot se budou měnit i maximální a minimální teploty. Maxima teplot budou mít tendenci ke zřetelnějšímu zvyšování v zimě a v létě, minima zejména v létě, částečně i na podzim a v zimě.

Podobným způsobem simulované změny srážkových úhrnů (tab. 5) naznačují možnost mírného nárůstu ročních úhrnů (v průměru o cca 4% proti období let 1961-1990), vyšších v zimních a jarních (maximum únor až duben), nižších v letních a podzimních měsících (minima červenec až listopad).

Rozpětí mezi hodnotami obou kvartilů v jednotlivých měsících (4-17%) ukazují na výraznou proměnlivost průměrných srážkových úhrnů. Hodnoty kvartilů Q25 v období od května do října (možnost poklesu srážkových úhrnů o 2-8%), spolu se zvýšeným výparem v těchto měsících signalizují rizika nárůstu vláhového deficitu v půdách.

Porovnáme-li simulované teplotní trendy (tab. 4) se současnými (tab. 2), zdá se, že do konce třetího desetiletí tohoto století se budou teploty pohybovat spíše na úrovni kvartilu Q75. Lze zjistit i poměrně přijatelnou návaznost výsledků z hlediska sezonních změn a skutečně rychlejší zvyšování průměrných zimních a podzimních teplot.

Spíše lze očekávat, že srážkové úhrny se budou pohybovat na úrovni spodního kvartilu Q25, nicméně pravděpodobnost zvyšování zimních srážkových úhrnů je vysoká.

tags: #odhad #vyvoje #klimatu

Oblíbené příspěvky:

• Programy Agentury Ochrany Přírody
• Klíč k čistotě kadeřnického salonu
• Aplikace pro třídění odpadu
• Více o skládce Hořovice
• Měkké plasty a recyklace v ČR